JP2023043494A - 液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の目標位置に着弾すべき液滴を正しく特定でき、液滴の着弾位置の精度を向上させるのに有利な構成を提供することを目的としている。
【解決手段】 互いに異なる液滴量を吐出するための複数の駆動信号を与えることで、液体を吐出するノズルを有する吐出部から基板に複数の液滴が吐出されるように制御したのち、基板の上に吐出された液滴の大きさを取得する取得部により取得される基板上の液滴の大きさに基づいて、基板上の液滴に対応する駆動信号を特定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法に関するものである。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加えて、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターン（構造体）を形成することができるインプリント技術が注目されている。インプリント技術は、基板上に未硬化のインプリント材を供給（塗布）し、基板上に供給されたインプリント材とモールド（型）とを接触させて、モールドに形成された微細な凹凸パターンに対応するインプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術である。

このようなインプリント材の基板上への供給工程では、ノズル（吐出口）から液滴状のインプリント材を、インクジェット方式を用いて供給する吐出装置を用いることができる。具体的には、ディスペンサの吐出口面に基板上のショット領域が対向するように、基板ステージを往復走査駆動させながら行われる。このような状態で吐出口からインプリント材（液体）を吐出して基板上に液滴を配置している。

基板上に正確な凹凸パターンを形成するためには、インプリント材の液滴を所望の位置に着弾させることが必要である。具体的には、ショット領域内に着弾する各液滴の着弾誤差を、数μｍ以内に収めることが必要とされている。インプリント材の着弾誤差が許容値を超えて着弾した状態でインプリント処理が行われた場合、押印工程でインプリント材がモールドの領域外にはみ出してしまい、はみ出したインプリント材が異物としてトラブルを生じさせる要因となることが懸念される。あるいは、押印工程でインプリント領域全面にインプリント材が行き渡らず、未充填欠陥が発生する可能性も考えられる。

特許文献１には、基板上の所定領域に吐出されたインプリント材の液滴を撮像することで着弾位置を検出し、着弾位置と目標位置とのずれ量に応じて、基板を保持して駆動する基板ステージの駆動制御を行い、着弾位置の精度を向上させる技術が開示されている。

特許文献２には、吐出角度や吐出速度が他のノズルと比較してずれている異常ノズルの吐出タイミングを正常ノズルの吐出タイミングに対してずらすことで、異常ノズルによる着弾精度の悪化を防ぐ技術が開示されている。

特開２０１１－２２２７０５号公報 特開２０２１－４４４０７号公報

このような特許文献１や特許文献２で開示されている着弾位置と目標位置とのずれ量に応じて、基板ステージ駆動や吐出タイミングを補正して着弾精度を向上させる手法では、液滴の着弾位置と当該液滴の目標位置との対応付けが正しくされていることが必要である。このような対応付けの方法として、目標位置の最も近くに着弾しているインプリント材の液滴が、当該目標位置に着弾すべき液滴と認識する方法がある。

しかしながら、上記方法ではノズル付近に異物などが付着して着弾位置が大きくずれるような場合や、ノズルから吐出が行えないような場合には、正しい対応付けができず、着弾精度を向上させるような補正を行うことができないことも懸念される。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、所定の目標位置に着弾すべき液滴を正しく特定でき、液滴の着弾位置の精度を向上させるのに有利な構成を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の液体吐出装置は、基板を保持した状態で移動可能な基板ステージと、液体を吐出するノズルを有する吐出部と、前記基板ステージを移動させながら、前記ノズルから液体を吐出させる駆動信号を前記吐出部に与えるように制御する制御部と、前記基板の上に吐出された液滴の大きさを取得する取得部と、を有し、前記制御部は、互いに異なる液滴量を吐出するための複数の駆動信号を前記吐出部に与えることで、前記ノズルから前記基板の上に複数の液滴が吐出されるように制御したのち、前記制御部は、前記取得部により取得される前記基板の上の液滴の大きさに基づいて、前記基板の上の液滴に対応する前記駆動信号を特定することを特徴とすることを特徴とする。

本発明によれば、所定の目標位置に着弾すべき液滴を正しく特定でき、液滴の着弾位置の精度を向上させるのに有利な構成を提供することができる。

本発明の実施形態にかかるインプリント装置の構成を示す概略図である。 インプリント処理を説明するためのフローチャートである。 液滴の着弾位置を調整する処理を説明するためのフローチャートである。 所定の吐出条件（レシピ）で吐出される液滴パターンの目標位置の一例を示す図である。 図４に示す吐出条件で吐出された液滴の基板上の着弾位置を示す図である。 図４に示す目標位置と図５に示す着弾位置とを重ねて表示した図である。 実施例１に示す調整用レシピで吐出される液滴パターンの目標位置を示す図である。 図７に示す吐出条件で吐出された液滴の基板上の着弾位置を示す図である。 図７に示す調整用レシピにおける吐出量ごとの液滴の目標位置を示した図である。 図９に示す各吐出量の目標位置と図８（ｂ）に示す着弾位置とを重ねて表示した図である。 実施例２に示す調整用レシピで吐出される液滴パターンの目標位置を示す図である。 図１１に示す調整用レシピにおける吐出量ごとの液滴の目標位置を示した図である。 物品の製造方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本実施形態では成形装置の一例としてインプリント装置を用いて説明する。本実施形態に係るインプリント装置は、未硬化の液体インプリント材（液体）やインクを基板上に吐出（供給）し、基板上にパターンを形成（転写）するリソグラフィ装置である。なお、本発明の液体吐出装置を適用可能な成形装置としては、インプリント装置に限定されず、半導体基板上の凹凸を平坦化する平坦化装置にも用いることもできる。さらに、半導体デバイスや液晶表示デバイス等の製造装置のような産業機器や、プリンター等のコンシューマー製品も含め、液滴を吐出する機構を持つ装置等、広く適用可能である。

図１は、本実施形態に係る液体吐出装置を備えたインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置は定盤１０１と、フレーム１０２と、基板ステージ駆動部１３と、基板ステージ６と、モールドチャック２と、モールド駆動部３と、ディスペンサ１１と、アライメントスコープ１１０と、制御部２０とを有する。定盤１０１は基板ステージ駆動部１３とフレーム１０２を支持している。フレーム１０２はモールド駆動部３とディスペンサ１１とアライメントスコープ１１０を支持している。

インプリント装置１００は、物品としての半導体デバイスなどの製造に用いられ、基板４上（物体上）に塗布された未硬化の硬化性組成物すなわちインプリント材の液滴８とモールド１とを接触させて成形し、基板４上に液滴８のパターンを形成する。なお、インプリント装置１００は、一例として、紫外光の照射によってインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するものとする。なお、本発明は、他のエネルギー（例えば、熱）によりインプリント材を硬化させるインプリント装置にも適用可能である。また、以下の図において、上下方向（鉛直方向）にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。

基板ステージ駆動部１３はリニアモータ等のアクチュエータを有する。基板ステージ駆動部１３は、基板４を保持した基板ステージ６を定盤の上面に平行な面内、すなわちＸ方向及びＹ方向に駆動させる。すなわち、基板ステージ６と基板ステージ駆動部１３が基板保持した状態で移動可能な基板保持機構（基板保持部）として機能する。そして基板ステージ駆動部１３は、モールド１と基板４上のインプリント材との接触の際には、モールド１と基板４との位置合わせを実施する。さらにインプリント材を基板上に塗布する際には、所定のタイミングにおいてあらかじめ定められた目標位置に位置するように、ステージ駆動制御が行われる。すなわち、基板ステージ駆動部１３により基板４とディスペンサ１１との相対位置を移動させることで、基板上の任意の位置にインプリント材が着弾するようにステージ駆動制御を行うことができる。

モールドチャック２は、モールド１における紫外光９の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることで表面に凹凸パターン形状を有するモールド１を保持する。モールド駆動部３はリニアモータやエアシリンダ等のアクチュエータを有する。モールド駆動部３は、モールドチャック２を基板に垂直な方向、すなわちＺ方向に駆動させ、モールド１を基板４に押しつけたり、モールド１を基板４から離したりすることができる。すなわち、モールドチャック２とモールド駆動部３が モールド保持機構（型保持部）として機能する。なお、インプリント処理の際の接触および引き離し動作は、基板ステージ６を駆動させて基板４をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、モールド１と基板４との双方を相対的に移動させてもよい。

光照射部７は、不図示の光源から発せられた紫外線を、インプリント材を硬化させるに適切な光（紫外光９）に調整し、モールド１を通過しインプリント材に照射する硬化部である。ここで、光源としては、例えばｉ線、ｇ線を発生する水銀ランプとし得る。ただし、光源は、紫外線に限らず、モールド１を透過し、かつ、インプリント材が硬化する波長の光を発するものであればよい。なお、熱硬化法を採用する場合には、硬化手段として、光照射部７に換えて、例えば、基板ステージ６の近傍に硬化性組成物を硬化させるための加熱手段を設置すればよい。

モールド（型）１は矩形で、基板４と対向する面の中央部に３次元状に形成された微細な凹凸パターンを有する。モールド１の材質は、石英等、紫外線を透過させることが可能な材料である。

基板４は、例えば単結晶シリコンからなる被処理基板（物体）である。なお、半導体デバイス以外の物品の製造用途であれば、基板の材質として、例えば、光学素子であれば石英等の光学ガラス、発光素子であればＧａＮやＳｉＣなどを採用し得る。また、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。

カメラ１０（スプレッドカメラ）は、モールドチャックに保持されたモールド１のパターン領域を視野に含むように構成（配置）され、モールド１及び基板４の少なくとも一方を撮像して画像を取得する。カメラ１０は、インプリント処理において、モールド１と基板４上のインプリント材との接触状態を観察する撮像部として用いることができる。また、カメラ１０は、基板４上に吐出されたインプリント材により形成される液滴を画像情報として取得し、取得した画像を画像処理することによって基板上の液滴の着弾位置や液滴のサイズを取得することができる。

ディスペンサ１１（吐出部）は、基板４上に予め設定されているショット領域（パターン形成領域）上に、所望の塗布パターンで未硬化のインプリント材を塗布する（インプリント材の液滴を吐出する）。具体的にはディスペンサ１１は、未硬化状態のインプリント材を滴状に吐出して基板１上に付与する複数のノズル３１が設けられている。各ノズル３１には、インクが存在する領域を形成する部分と、領域内のインクを開口部（吐出口）から吐出させる吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子とが設けられている。この吐出エネルギー発生素子が夫々駆動制御されることにより、各ノズルから液滴が吐出されることになる。ノズルはＹ方向に並んで配置され、列を成している。Ｙ方向に並ぶノズルの列は、Ｘ方向に複数列配置されていてもよい。本実施形態では、各ノズルの吐出エネルギー発生素子としてピエゾ素子の例で以下説明を行う。ピエゾ素子は、圧電効果によりインプリント材を吐出することができ、ピエゾ素子に印加する電圧波形を変化させることで、吐出するインプリント材の吐出量を変化させることができる。すなわち、ピエゾ素子に印加される電圧波形を決定する駆動信号を適宜制御することで、吐出タイミングや吐出量はノズル毎に独立に制御可能である。

インプリント材は、モールド１と基板４との間に充填される際には流動性を持ち、成形後には形状を維持する固体であることが求められる。特に本実施形態では、インプリント材は、紫外光９を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（光硬化性樹脂）であるが、物品の製造工程などの各種条件によっては、光硬化樹脂に換えて熱硬化樹脂や熱可塑樹脂等が用いられ得る。紫外線効果樹脂は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

アライメントスコープ１１０は、基板１に設けられたアラインメントマークを検出する。また、アライメントスコープ１１０も撮像部として機能し、基板４上に吐出されたインプリント材により形成される液滴を画像情報として取得し、取得した画像を画像処理することによって基板上の液滴の着弾位置や液滴のサイズを取得することができる。

制御部（制御手段）２０は、インプリント装置１００の各構成要素の動作および補正などを制御し得る。制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを含むコンピュータなどで構成され、ＣＰＵによって種々の演算処理が行われる。制御部２０は、インプリント装置１００の各構成要素に回線を介して接続され、ＲＯＭに格納されたプログラムなどに従って各構成要素の制御を実行する。

なお、制御部２０は、インプリント装置１００の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置１００の他の部分とは別体で構成してもよい。また、１台のコンピュータではなく複数台のコンピュータ、およびＡＳＩＣなどを含む構成としてもよい。

次に、本実施形態におけるインプリント処理およびインプリント材の液滴の着弾位置の調整処理について図２及び図３を用いて説明する。図２は、インプリント処理を説明するためのフローチャートである。図３は、液滴の着弾位置を調整する処理を説明するためのフローチャートである。図２及び図３のフローチャートに示す処理は、ＣＵＰ２０１が記憶媒体などのメモリに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。

図２のＳ２０１では、制御部２０は、インプリント材の着弾位置の調整処理の実施が必要か否かを判断する。例えば、インプリント装置を設置後の最初のインプリント処理、基板ステージ交換後の最初のインプリント処理、ディスペンサ交換後の最初のインプリント処理、インプリント装置の経時変化が予想される場合等に実施が必要と判断される。Ｓ２０１で実施が必要と判断された場合には、Ｓ２０２に進み後述する着弾位置の調整処理を実施する。なお、Ｓ２０２の着弾位置の調整処理は、Ｓ２０２で判断された場合だけでなく、必要なタイミングで行わせることもできる。

Ｓ２０３では、制御部２０は、基板ステージ６を所定（略一定）の速度で駆動させながら、所定のタイミングでディスペンサ１１からインプリント材を吐出させ、基板４上にインプリント材の液滴パターンを形成する。液滴パターンは、記憶媒体等のメモリに記憶されるレシピと呼ばれる吐出条件を制御部２０が読みだして実行することにより形成される。図４は、所定の吐出条件（レシピ）で吐出される液滴パターンの目標位置の一例を示す図である。図４のＲ０＿１～Ｒ０＿９は液滴の目標位置（基準位置）を示す。レシピには、各液滴の目標位置と吐出量の情報、すなわち所定の目標位置に所定の吐出量で吐出されるようにピエゾ素子を駆動する駆動条件（駆動信号）、基板ステージの駆動条件が含まれる。

吐出量を多くする程、基板上に着弾した液滴のサイズは大きくなる。図４は、０．８ｐＬの液滴を格子状に配置した液滴パターンの例を示している。目標位置のＹ座標が等しい液滴は同一のノズルから吐出される。図４のレシピの例では、Ｒ０＿１とＲ０＿２とＲ０＿３、Ｒ０＿４とＲ０＿５とＲ０＿６、Ｒ０＿７とＲ０＿８とＲ０＿９はそれぞれ同一のノズルから吐出される。ディスペンサ１１のＹ方向に並んだ各ノズルから、Ｘ方向に駆動する基板４上に適切なタイミングで液滴を吐出することで、図３のレシピのような格子状の液滴パターンが形成される。

Ｓ２０４では、制御部２０は、モールド駆動部３を駆動するように制御し、基板４上のインプリント材の液滴８にモールド１を押し付ける。この処理により、インプリント材はモールド１の凹凸パターンに充填される。

Ｓ２０５では、制御部２０は、モールド１を基板４側に押し付けたまま、光照射部７から光を照射させ、インプリント材を硬化させる。その後、Ｓ２０６にて制御部２０は、モールド駆動部３を駆動し、モールド１を基板４上の硬化したインプリント材から引き離し、インプリント処理は完了する。

次に、図３を参照してＳ２０２の着弾位置の調整処理について説明する。Ｓ３０１では、制御部２０は、調整用レシピを用いて、基板ステージ６を所定の速度で駆動させながら、所定のタイミングでディスペンサ１１からインプリント材を吐出させ、基板４上に調整用のインプリント材の液滴パターンを形成する。なお、Ｓ３０１で調整用にインプリント材を着弾する位置は、Ｓ２０３でインプリント材を付与する予定の位置とは別の位置、好ましくは調整用の基板であることが望ましい。着弾位置の調整処理に用いられる調整用レシピにも、各液滴の目標位置と吐出量の情報、すなわち所定の目標位置に所定の吐出量で吐出されるようにピエゾ素子を駆動する駆動条件（駆動信号）、基板ステージの駆動条件が含まれる。

調整用レシピは、少なくとも同じノズルから吐出される目標位置がＸ軸方向に隣接している液滴同士の吐出量が異なるように設定されている。このように隣接する液滴同士の吐出量を異ならせておけば、基板上の液滴のサイズも差が生じるため、ノズル付近に異物などが付着して着弾位置が大きくずれるような場合でも、対応する液滴を容易に特定することができる。なお、インプリント材の吐出量を変えると、インプリント材の吐出速度が変化し、インプリント材の付与位置がずれる。そのため、調整用レシピでは、着弾位置に吐出量の差による影響がないように、吐出量を加味した吐出タイミングとしておくことが好ましい。

また、調整用レシピでは、同じノズルから吐出される液滴のみならず、隣接するノズルから吐出される目標位置がＹ軸方向に隣接している液滴同士も吐出量が異なるように設定しておいてもよい。これにより、Ｙ軸方向に着弾位置のずれが生じた場合にも、対応する液滴を容易に特定することができる。

すなわち、Ｓ３０１では、制御部２０は、調整用レシピを用いて、基板ステージ６を一定速度で駆動させながら、互いに異なる液滴量がノズルから吐出されるように複数の駆動信号を順次与えることにより、基板上に調整用の液滴パターンを形成する。

Ｓ３０２では、制御部２０は、Ｓ２０７で調整用レシピにより吐出された液滴が着弾した基板４上の領域が、撮像部により撮像できるように基板ステージを駆動し、基板上の液滴を撮像する。撮像部としては、上述のようにアライメントスコープ１１０やスプレッドカメラ１０を用いることができる。さらに制御部２０は、撮像部により撮像された画像から、各液滴の着弾位置とサイズ（大きさ）を算出し、取得する。すなわち制御部２０は、基板上に吐出された液滴の着弾位置とサイズとを取得する取得部として機能する。

Ｓ３０３では、制御部２０は、Ｓ３０１での液滴を吐出する際に使用した調整用レシピを吐出量毎に分け、液滴の目標位置、すなわち当該液滴を吐出する際に用いた駆動信号がいずれであるかを特定するための複数の調整用データを生成し、メモリに記憶させておく。すなわち、調整用レシピにおける吐出量ごとの液滴の目標位置と対応する駆動信号を特定しておく。例えば、Ｓ３０１で使用した調整用レシピに吐出量が０．７ｐＬの液滴と０．９ｐＬの液滴の２種類が含まれる場合には、吐出量が０．７ｐＬの液滴の目標位置を抽出した調整用データと吐出量が０．９ｐＬの液滴の目標位置を抽出した調整用データが生成される。なお、Ｓ３０３の工程は必須の工程ではなく、Ｓ３０５で目標位置を特定する際に、調整用レシピから直接特定してもよい。

以下、Ｓ３０４乃至Ｓ３０５の処理については、調整用レシピで基板上に着弾している液滴の回数繰り返す。なお、Ｓ３０４乃至Ｓ３０５の繰り返し処理は、基板上の全液滴に対して行う必要はなく、処理時間に応じて適宜調整してもよい。

Ｓ３０４では、制御部２０は、Ｓ３０２で取得した対象の液滴のサイズをもとに、当該液滴の吐出時の吐出量を特定する。液滴の吐出量とサイズとの関係は、ディスペンサ１１と基板４の距離、Ｓ３０１でインプリント材を付与してからＳ３０２で撮像するまでの時間、基板４の表面状態等によって異なる。そのため、事前準備として調整レシピで用いられる各吐出量の液滴を撮像した際の液滴のサイズを計測しておき、液滴の吐出量とサイズの関係をメモリに記憶しておき、この関係を用いて、Ｓ３０４では吐出量を特定できるようにしておくことが望ましい。本実施例のインプリント装置のある条件では、吐出量が０．７ｐＬの液滴のサイズが４３００μｍ^２程度の場合、吐出量が０．９ｐＬの液滴のサイズは４８００μｍ^２程度になる。

Ｓ３０５では、制御部２０は、Ｓ３０３で生成した複数の調整データの中からＳ３０４で特定した吐出量に対応する調整データを選択し、選択した調整データの中から液滴の着弾位置に最も近い目標位置の液滴を、着弾液滴に対応する目標液滴として特定する。これにより、当該液滴を吐出する際に用いられた駆動信号も特定される。すなわち目標位置の最も近くに着弾しているインプリント材の液滴が、当該目標位置に着弾すべき液滴と特定する。

Ｓ３０６では、制御部２０は、Ｓ３０２で取得された液滴の着弾位置とＳ３０５で特定された目標位置との差を算出する。このとき、Ｘ方向とＹ方向の差をそれぞれ算出しておくことが好ましい。

Ｓ３０７では、制御部２０は、Ｓ３０４乃至Ｓ３０５で求めた複数の液滴の目標位置と着弾位置のＸ方向及びＹ方向の差を算出し、その平均とばらつきを算出し、平均値とばらつきが許容値以内か否かを判断する。具体的には、目標位置と着弾位置の差の平均はＸ方向、Ｙ方向ともに３μｍ程度以内、ばらつき３σは１０μｍ程度以内であると押印時の不良は生じにくいといえるため、これらの範囲内であるか否かを判断する。Ｓ３０７の判断の結果、平均とばらつきがともに許容値以内である場合、Ｓ３１１に進み、許容値以内でないと判断した場合には、Ｓ３０８に進む。

Ｓ３０８では、制御部２０は、Ｙ座標が同じ液滴、つまり同じノズルから吐出された液滴の着弾位置と目標位置のＸ方向の差の平均値を算出し、この平均値に基づいて液滴のＹ座標に対応するノズルの吐出タイミングを補正する補正条件（駆動条件）を求める。例えば、あるノズルから吐出された液滴の着弾位置と目標位置のＸ方向の差の平均値が＋１０μｍである場合を考える。液滴吐出時の基板ステージ６の移動速度は、Ｘの正方向に１ｍｍ／Ｓとする。この場合、そのノズルから液滴を吐出する吐出タイミングを１０ｍＳｅｃ早くすることで、インプリント材の着弾位置を目標位置に近づけることができ、着弾精度を向上させることができる。

Ｓ３０９では、制御部２０は、Ｓ３０４乃至Ｓ３０５で求めた複数の液滴の着弾位置と目標位置のＹ方向の差の平均を算出し、算出した平均値を基板ステージ６の駆動位置の補正値とすることもできる。例えば、液滴の着弾位置と目標位置のＹ方向の差が＋５μｍである場合を考える。この場合、所定のタイミングにおける基板ステージ６の駆動目標座標をＹ方向に＋５μｍ補正することで液滴の着弾精度を向上させることができる。なお、ステージ駆動位置の制御によりＸ方向のずれも補正することができるので、Ｓ３０８のような吐出タイミングの補正と、ステージ制御による補正を組み合わせてＸ方向の着弾位置の補正を行うこともできる。

Ｓ３１０では、制御部２０は、調整用レシピに対してＳ３０８及びＳ３０９で求めた補正条件を反映し、Ｓ３０１に戻り、再度行われる着弾位置調整処理では補正条件が適用された状態で行われるようにする。具体的には、Ｓ３０１で用いられる調整用レシピのピエゾ素子を駆動する駆動信号を、Ｓ３０８で求めた吐出タイミングとなるように補正し、基板ステージの駆動目標座標がＳ３０９で求めた位置となるように補正する。

その後、Ｓ３０１に戻り、Ｓ３０７で着弾位置と目標位置との差の平均とばらつきが許容値以内になるまで、着弾位置調整処理を繰り返す。

Ｓ３１１では、制御部２０は、着弾位置と目標位置との差の平均とばらつきが許容値以内となっている調整レシピの条件をＳ２０３で用いられるレシピに反映して処理を終了する。

すなわちインプリント時の液滴の着弾位置が目標位置に近づくように、ピエゾ素子を駆動する駆動信号や基板ステージの駆動目標座標といった吐出条件を設定する。

これにより着弾位置の精度が向上された吐出条件でインプリント処理が行えるため、押印工程でのインプリント材のはみ出しや未充填欠陥の発生を防止することができます。

次に、様々な調整用レシピを用いて上述の着弾位置調整を行った場合の具体例について図を用いて説明する。

（比較例）
まず、図４乃至６を用いて比較例として調整用レシピで全ての液滴の吐出量を同じにした場合について説明する。インプリント時に使うレシピを用いて、図４に示すようなすべて同じ吐出量の吐出条件を用いて、着弾位置の調整処理の液滴吐出（Ｓ３０１）を行うと、基板上には図５に示すような液滴パターンが形成される。Ｄ０＿１～Ｄ０＿９は基板上に着弾した液滴を示しいている。図５（ａ）はインプリント材の液滴の着弾位置と目標位置の差がない理想的な液滴パターン、（ｂ）は吐出角度がずれたノズルが存在するような場合に生じる、目標位置からずれて着弾した液滴のパターンを示している。図５（ａ）の液滴パターンが形成された場合は、インプリント材の着弾位置を調整する必要はない。一方、図５（ｂ）では液滴Ｄ０＿４、Ｄ０＿５、Ｄ０＿６を吐出したノズルは、吐出角度がずれており着弾位置がＸの正方向にずれているため、インプリント材の液滴を吐出するタイミングを補正する必要がある。

図６は図５（ｂ）の液滴パターンの着弾位置と図４の目標位置とを重ね合わせた図である。図４乃至図６の比較例では全液滴の吐出量が等しいため、各液滴に対し着弾位置に最も近い目標位置を対応する位置として紐づけると、液滴Ｄ０＿４の基準位置はＲ０＿５、液滴Ｄ０＿５の基準位置はＲ０＿６が選択される。しかし、液滴Ｄ０＿４の本来の基準位置はＲ０＿４、液滴Ｄ０＿５の本来の基準位置はＲ０＿５である。つまり液滴の着弾位置と目標位置の対応付けが誤っているため、Ｓ３０８のような工程で補正条件を算出したとしても、正しい補正条件を算出することはできず、吐出角度がずれたノズルの吐出タイミングを正しく補正することができない。また、吐出角度がずれたノズルが他にも複数存在し、それらのノズルから吐出された液滴に対しても同様に正しくない目標位置が選択された場合、Ｓ３０９のステージ駆動の補正にも影響がでてしまう。そのため、液滴の着弾位置のずれがレシピ内の基準位置同士の間隔よりも大きいような場合には、同じ液滴量の調整レシピだと液滴の着弾位置と当該液滴の目標位置との対応付けが正しくできない可能性が生じる。

（実施例１）
次に図７乃至１０を用いて調整用レシピで液滴の吐出量を０．７ｐＬの液滴と０．９ｐＬの液滴の２種類が含まれる場合の実施例を説明する。図７は、調整用レシピで吐出される液滴パターンの目標位置の一例を示す図である。

図７のＲ１＿１、Ｒ１＿３、Ｒ１＿５、Ｒ１＿７、Ｒ１＿９は、吐出量０．７ｐＬの液滴の目標位置を示し、Ｒ１＿２、Ｒ１＿４、Ｒ１＿６、Ｒ１＿８は、吐出量０．９ｐＬの液滴の目標位置を示す。このように図７の調整用レシピでは、目標位置が隣接している液滴の吐出量は、互いに異なっている。

この調整用レシピを使用して、着弾位置の調整処理の液滴吐出（Ｓ３０１）を行うと、図８に示すような液滴パターンが形成される。０．７ｐＬで吐出された液滴は０．９ｐＬで吐出された液滴と比較して小さくなる。ただし、図８では吐出量の差による液滴のサイズの差を分かりやすいよう誇張して表示して説明する。図８（ａ）はインプリント材の液滴の着弾位置と目標位置の差がない理想的な液滴パターン、（ｂ）は吐出角度がずれたノズルが存在するような場合に生じる、目標位置からずれて着弾した液滴のパターンを示している。図８（ａ）の液滴パターンが形成された場合は、インプリント材の着弾位置を調整する必要はない。一方、図８（ｂ）では液滴Ｄ１＿４、Ｄ１＿５、Ｄ１＿６を吐出したノズルは、吐出角度がずれており着弾位置がＸの正方向にずれているため、インプリント材の液滴を吐出するタイミングを補正する必要がある。

図９は、図７の調整用レシピにおける吐出量ごとの液滴の目標位置を示した図である。図９（ａ）はＳ３０３で調整用レシピから生成された調整用データにおける吐出量が０．７ｐＬの液滴の目標位置を示した図であり、図９（ｂ）は調整用データにおける吐出量が０．９ｐＬの液滴の目標位置を示した図である。Ｓ３０２で図８のような液滴が撮像された場合、液滴Ｄ１＿１、Ｄ１＿３、Ｄ１＿５、Ｄ１＿７、Ｄ１＿９の吐出量は０．７ｐＬであると特定され（Ｓ３０４）、図９（ａ）の調整用データから目標位置が特定される（Ｓ３０５）。同様に、液滴Ｄ１＿２、Ｄ１＿４、Ｄ１＿６、Ｄ１＿８の吐出量は０．９ｐＬであると特定され（Ｓ３０４）、図９（ａ）の調整用データから目標位置が特定される（Ｓ３０５）。

図１０（ａ）は図９（ａ）の調整用データ（吐出量が０．７ｐＬの目標位置）と、図８（ｂ）に示す着弾位置とを重ね合わせた図である。図１０（ａ）ではＳ３０４で吐出量が０．７ｐＬであると特定された液滴を実線で示し、それ以外の液滴を点線で示している。Ｓ３０５では、選択した調整データの中から液滴の着弾位置に最も近い目標位置の液滴を、着弾液滴に対応する目標液滴として特定する。つまり、液滴Ｄ１＿１、Ｄ１＿３、Ｄ１＿５、Ｄ１＿７、Ｄ１＿９の目標位置としてＲ１＿１、Ｒ１＿３、Ｒ１＿５、Ｒ１＿７，Ｒ１＿９がそれぞれ特定される。

図１０（ｂ）は図９（ｂ）の調整用データ（吐出量が０．９ｐＬの目標位置）と、図８（ｂ）に示す着弾位置とを重ね合わせた図である。図１０（ｂ）ではＳ３０４で吐出量が０．９ｐＬであると特定された液滴を実線で示し、それ以外の液滴を点線で示している。そして、Ｓ３０５により、液滴Ｄ１＿２、Ｄ１＿４、Ｄ１＿６、Ｄ１＿８の目標位置として、Ｒ１＿２、Ｒ１＿４、Ｒ１＿６、Ｒ１＿８がそれぞれ特定される。

このように、目標位置が隣接している液滴の吐出量を異なる吐出量にし、吐出量ごとに目標位置と着弾位置との対応付け（紐づけ）を行うことで、目標位置同士の間隔が広がり、液滴の目標位置と着弾位置の対応付けを誤る可能性を減らすことができる。従って吐出タイミングの補正等を正しく行えるため、着弾位置の精度が向上された吐出条件でインプリント処理が行え、押印工程でのインプリント材のはみ出しや未充填欠陥の発生を防止することができる。

（実施例２）
次に図１１乃至１２を用いて調整用レシピで液滴の吐出量が０．４ｐＬの液滴と０．６ｐＬの液滴と０．８ｐＬの液滴と１．０ｐＬの液滴の４種類が含まれる場合の実施例を説明する。図１１は、調整用レシピで吐出される液滴パターンの目標位置の一例を示す図である。図１１のＲ２＿５は吐出量０．４ｐＬの液滴の目標位置、Ｒ２＿１、Ｒ２＿６、Ｒ２＿７は吐出量０．６ｐＬの液滴の目標位置、Ｒ２＿２、Ｒ２＿８は吐出量０．８ｐＬの液滴の目標位置、Ｒ２＿３、Ｒ２＿４、Ｒ２＿９は吐出量１．０ｐＬの液滴の目標位置を示す。

図１１の調整用レシピから調整用データを生成すると（Ｓ３０３）、図１２のような吐出量ごとの液滴の目標位置となる。図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、吐出量が０．４ｐＬ、０．６ｐＬ、０．８ｐＬ、１．０ｐＬの液滴の目的位置を抽出した図である。

本実施例のように、調整用データの吐出量の種類を増やすことによって、目標位置同士の間隔が広がるため、液滴の目標位置と着弾位置の対応付けを誤る可能性を減らすことができる。本実施例では調整用レシピ内の吐出量の種類を４種類としたが、さらに種類を増やしてもよい。

（物品の製造について）
以上説明したインプリント装置１００を用いて形成される硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。

物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、図１３を用いて、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。まず図１３（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１３（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１３（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１３（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１３（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１３（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

そして物品の製造方法には、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程も含まれる。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利であるといえる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ モールド
４ 基板
６ 基板ステージ
２０ 制御部
１００ インプリント装置

Claims (12)

1. 基板を保持した状態で移動可能な基板ステージと、
   液体を吐出するノズルを有する吐出部と、
   前記基板ステージを移動させながら、前記ノズルから液体を吐出させる駆動信号を前記吐出部に与えるように制御する制御部と、
   前記基板の上に吐出された液滴の大きさを取得する取得部と、を有する液体吐出装置であって、
   前記制御部は、互いに異なる液滴量を吐出するための複数の駆動信号を前記吐出部に与えることで、前記ノズルから前記基板の上に複数の液滴が吐出されるように制御したのち、
   前記制御部は、前記取得部により取得される前記基板の上の液滴の大きさに基づいて、前記基板の上の液滴に対応する前記駆動信号を特定することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御部は、特定された前記駆動信号に対応する液滴の目標位置からのずれ量に基づいて、着弾位置を補正するための補正条件を決定することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記取得部は、液滴の着弾位置も取得でき、
   前記制御部は、前記取得部で取得される液体の着弾位置を用いて、前記目標位置からのずれ量を特定することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記制御部は、前記補正条件として、前記ノズルに前記駆動信号を与えるタイミングを決定することを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出装置。
5. 前記制御部は、前記補正条件として、前記基板ステージの駆動条件を決定することを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出装置。
6. 前記制御部は、特定された駆動信号のうち、所定の液滴量が吐出される駆動信号に対応する液滴の目標位置からのずれ量に基づいて、着弾位置が補正されるように前記補正条件を決定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記取得部で取得される液滴は、前記基板ステージを所定の速度で移動させながら、前記吐出部から前記基板ステージに保持された基板に対して吐出されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記吐出部は、複数のノズルを有し、
   前記制御部は、隣接するノズルから、互いに異なる液滴量が隣接して着弾するように駆動信号を与えるように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出装置と、
   型を保持する型保持部と、
   硬化性組成物を硬化させる硬化部と、を有する成膜装置であって、
   前記吐出部から吐出される液体は硬化性組成物であり、
   前記制御部は、前記基板と前記型とが前記硬化性組成物を介して接触している状態で前記硬化部により前記硬化性組成物を硬化させ、膜を形成することを特徴とする成膜装置。
10. 請求項９に記載の成膜装置を用いて基板上に膜を形成する工程と、
    前記工程で形成された前記基板を加工する工程と、
    加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
11. 互いに異なる液滴量を吐出するための複数の駆動信号を吐出部に与えることで、液体を吐出するノズルから基板の上に複数の液滴を吐出する吐出工程と、
    前記吐出工程で吐出された前記基板の上の液滴の大きさを取得する取得工程と、
    前記取得工程で取得された前記基板の上の液滴の大きさに基づいて、前記基板の上の液滴に対応する駆動信号を特定する特定工程と、
    を有することを特徴とする液体吐出方法。
12. 前記特定工程で特定された駆動信号に対応する液滴の目標位置からのずれ量に基づいて、着弾位置を補正するための補正条件を決定する決定工程をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出方法。
    

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